渠式切割水泥土连续墙（TRD）与钻孔灌注桩施工顺序研究
TRD工法 2024年12月16日 项敏 13
摘要：文章以青岛市地铁9号线一期工程土建施工1标段03工区长城路站为背景，基于长城路站南侧钻孔灌注桩紧贴交通调流道路、西临35 kV高压线等施工环境，通过充分研究TRD与钻孔灌注桩施工顺序前后的利弊及相关管控重点，最终确定先施工TRD、后施工钻孔灌注桩的施工顺序。长城路站基坑开挖后，初支面几乎无渗漏水，止水帷幕效果好，为地铁车站施工中TRD、钻孔灌注桩的施工顺序确定及研究提供了重要的经验参考。 渠式切割水泥土连续墙（TRD）工法是近年来出现的新的止水帷幕工法，具备精度高、止水性能好等特点，被广泛应用于地铁车站施工中，与钻孔灌注桩搭配施工。按照常规设计理念，两者施工顺序为先钻孔灌注桩施工、后TRD施工。 青岛市地铁9号线一期工程土建施工1标段03工区长城路站位于青岛市城阳区，设置于正阳中路与长城路交叉路口东侧，沿正阳中路由西向东敷设，为地下二层明挖站，车站总长206 m，标准段宽20.1 m，底板埋深20.5 m，顶板覆土3.3 m，采用φ1 200 mm@1 600 mm钻孔灌注桩+桩间φ800 mm旋喷桩+外圈850 mm厚的TRD止水帷幕+φ800 mm（壁厚20 mm）内支撑支护，明挖顺筑法施工。其中850 mm厚的TRD止水帷幕紧贴钻孔灌注桩设置并深入强风化层2.0 m。 
长城路站场地地势起伏较大，西低东高，标准地层层序自上而下分别为素填土（车行道部分地面上部为沥青路面，下部为压实填土）、粉质黏土～黏土、粗砂、黏土～粉质黏土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，车站基底大多位于粗砂层或强风化泥质粉砂岩中。 长城路站地下水主要类型为第四系孔隙水和基岩裂隙水，呈层状广泛分布于砂层中，多与其他水层相互连通，形成径流排泄关系，水量丰富，属于中等～强透水层。勘探期间地下水稳定水位埋深为2.4～9.6 m。 （2）钻孔灌注桩采用C45水下混凝土，TRD墙体取芯的28 d无侧限抗压强度标准值不宜小于0.8 MPa，渗透系数不应大于1×10-7 cm/s； （3）TRD接头冷缝处宜采用高压旋喷桩进行抗渗补强。 （1）实际工况。长城路站标准段南侧TRD临近交通调流路，标准段距围挡基础仅1 m，盾构井扩大段TRD及钻孔灌注桩在主体围挡外需占用一条车道施工，西侧TRD外边与35 kV高压线仅1 m。 （2）TRD设备特性及工况匹配情况。该车站使用TRD工法机所配备的刀箱宽1 800 mm、厚850 mm、最大深度（长度）28 000 mm，最大拐弯半径100 mm/m，施工无法切割混凝土等强度较高的障碍物，若钻孔灌注桩出现鼓包或局部偏差较大时，必须绕行或中断，TRD受交通调流路无法整体外移及35 kV高压线安全管控等因素影响，可能无法连续施工。
TRD通常应用于富水地层、超深富水地层，作为止水帷幕使用；TRD设计强度较低，若直接设置于深层富水水体中，则存在耐久度较低、易被地下水流击穿的风险。TRD紧贴钻孔灌注桩设置时，钻孔灌注桩强度较高，能对TRD墙体形成一定的支撑作用，减小地下水流对TRD墙体的冲击，提高TRD的耐久性能，也能提高TRD墙体作为止水帷幕的可靠性能。 先钻孔灌注桩后TRD即设计有钻孔灌注桩与TRD相临施工时，先行施工钻孔灌注桩，待钻孔灌注桩达到设计强度后再进行相临工序TRD施工。 （1）按照施工通用习惯，当相临施工工序强度差距较大时，通常优先施工强度较大的工序，后施工强度较小工序，符合设计、施工常规习惯与理念； （2）该施工顺序能确保后序TRD施工的连续性，最大限度地确保TRD止水帷幕的完整性和有效性，且后序TRD施工对钻孔灌注桩质量基本无影响，从单工序成型质量看，工序之间相互影响较小，从理论上看，严格按照相关规范施工，各工序质量更容易满足设计要求； （3）该施工顺序对钻孔灌注桩、TRD单工序施工限制较低，各工序施工精细管控程度较低，施工难度较小； （5）前序钻孔灌注桩出现局部塌孔或较大鼓包时，TRD在设计线路无法施工，能明确反馈地底施工结果，及时调整TRD施工路由或记录相关位置，后续采用高压旋喷桩等工艺进行补强，确保止水帷幕效果。 （1）该施工顺序对施工相临区域场地要求较大，在钻孔灌注桩出现朝TRD施工区域鼓包时，具备TRD向外绕行的场地条件，若不具备相应场地，易出现TRD不连续的情况； （2）TRD按照设计要求紧靠钻孔灌注桩施工时，易出现TRD无法通过的现象，结合施工经验，TRD一般按照距离钻孔灌注100 mm的间距，平行于钻孔灌注桩横向施工，从而导致TRD与钻孔灌注桩间距较大，钻孔灌注桩对TRD的支撑作用力减弱，TRD的整体可靠性降低； （3）若钻孔灌注桩出现较大鼓包时，TRD无法绕行通过，则会出现TRD不连续，而在阳角位置，高压旋喷桩或其他补强措施的效果难以达到TRD的程度，从而导致局部止水帷幕效果差。 先TRD后钻孔灌注桩即设计有钻孔灌注桩与TRD相临施工时，先行施工TRD，待TRD达到设计强度后再进行相临工序钻孔灌注桩施工。 （1）该施工顺序能严格按照设计位置进行施工，适用于外围场地富余量小、施工临近重要管线、重要构筑物的施工工况，可确保在有限空间完成设计内容，并规避对外围管线及构筑物的影响； （3）TRD先行施工，施工位置明确，偏差可控，可通过严格控制钻孔灌注桩平面位置，确保围护桩尽量紧贴TRD墙体，从而保证TRD的防水性能； （4）TRD墙体的整体性高于富水砂层，先行施工TRD能有效降低钻孔灌注桩的塌孔率； （5）钻孔灌注桩水下混凝土灌注过程中，孔内混凝土压力大于周边压力，混凝土能有效填充至钻孔灌注桩与TRD墙体的间隙，提高TRD的可靠性能。 （1）TRD墙体强度较弱，钻孔灌注桩为刚性施工，施工平面位置控制偏差大易造成施工直接破坏TRD墙体； （2）钻孔灌注桩若出现较大塌孔情况时，孔内压力变化大，易造成TRD墙体开裂，严重破坏止水帷幕性能； （3）若钻孔灌注桩较小塌孔及施工对TRD墙体产生损伤时，无法提前对TRD损伤部位进行加强，存在TRD墙体渗漏水风险。 由于车站南侧为城阳区主干道，无法长时间占用交通调流道路，而35 kV电力迁改全市一年一次（且难以保证能在一年内能排队完成迁改），迁改等待时间过长。为确保工程顺利推进，结合钻孔灌注桩与TRD先后施工的优劣研究，最终确定先TRD后钻孔灌注桩的施工顺序。 （1）严格控制钻孔灌注桩与TRD平面施工位置，并在TRD与钻孔灌注桩间预留5 cm施工空间，避免钻孔灌注桩施工直接破坏TRD墙体； （2）适当增加TRD水泥掺量及养护周期，确保在TRD帷幕达到强度后再进行钻孔灌注桩施工； （3）钻孔灌注桩采用泥浆护壁施工，并严格控制钻孔灌注桩成桩垂直度、施工过程及成桩泥浆浓度，施工过程中匀速提钻、下钻，减少钻孔灌注桩施工对TRD的扰动； （4）钻孔灌注桩施工过程中记录好钻进异常或混凝土超耗异常的桩位，并根据具体情况对相应TRD位置采用高压旋喷桩进行补强，确保TRD止水帷幕的完整性和可靠性。 2023年7月，长城路站钻孔灌注桩、TRD全部完成，2023年12月长城路站基坑开挖完成85%，初支面几乎无渗漏水，止水帷幕效果好，远超同期同线路相同地质情况下其他车站止水帷幕效果，长城路站通过了青岛地铁集团2023年初支工程质量样板验收。
TRD工法作为止水帷幕已被应用于全国多个城市地铁建设中，文章以青岛地铁9号线长城路站为例，结合受限的施工条件，以问题为导向，制定科学、有效的应对措施，调整“先钻孔灌注桩后TRD”的传统施工顺序，通过严格、精细的过程管控，有效地规避了“先TRD后钻孔灌注桩”的风险，确保了TRD的连续性、完整性、可靠性，基本实现了地铁基坑初支面不渗不漏目标，效果好。在钻孔灌注桩与TRD施工顺序研究方面取得了突破，对以后类似工程施工具有一定的参考意义。 作者：张升
编辑整理：项敏
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